Hips復(fù)合材料及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種HIPS復(fù)合材料及其制備方法。該HIPS復(fù)合材料按重量百分比包括如下組分：HIPS74％～94.4％、K樹(shù)脂3％～15％、相容劑2％～10％、抗氧劑0.3％～0.5％、潤(rùn)滑劑0.3％～0.5％。其制備方法包括如下步驟：按照上述配方稱取各組分；將各組分進(jìn)行混料處理，得混合物料；上述混合物料熔融擠出、造粒，得到HIPS復(fù)合材料。該HIPS復(fù)合材料通過(guò)使HIPS樹(shù)脂與K樹(shù)脂形成復(fù)合材料，其保持了良好的表面，提高了力學(xué)性能，最關(guān)鍵是K樹(shù)脂在相容劑的協(xié)同作用下以良好的相容狀態(tài)分布于HIPS中，以達(dá)到柔性增韌的效果，具有極高的沖擊強(qiáng)度，且降低了收縮率、增強(qiáng)了耐低溫性能。
【專(zhuān)利說(shuō)明】HIPS復(fù)合材料及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及高分子材料【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種HIPS復(fù)合材料及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 耐沖擊性聚苯乙稀樹(shù)脂（high impact polystyrene，簡(jiǎn)稱HIPS樹(shù)脂），是通過(guò)在 聚苯乙烯中添加聚丁基橡膠顆粒生產(chǎn)的一種抗沖擊的聚苯乙烯產(chǎn)品。聚苯乙烯是一種用 途廣泛的脆性塑料。在苯乙烯聚合體系中中加入聚丁二烯，使苯乙烯在聚丁二烯主鏈上接 枝聚合；而聚苯乙烯和聚丁二烯是不相容的，因此苯乙烯和丁二烯鏈段分別聚集，產(chǎn)生相分 離。這些聚丁二烯相區(qū)可以吸收沖擊能，從而提高了聚苯乙烯的沖擊強(qiáng)度。
[0003] HIPS是最便宜的工程塑料之一，與ABS、PC/ABS、PC相比，其光澤性比較差，綜 合性能也相對(duì)差一些。此外，HIPS是由PS加丁二烯改性而成的，因?yàn)镻S的沖擊強(qiáng)度很 低，做出的產(chǎn)品很脆，而丁二烯的韌性很好，加入丁二烯后可使PS的沖擊性能提高2? 3倍。盡管HIPS的沖擊強(qiáng)度比PS的沖擊強(qiáng)度高出很多，但其綜合性能還是不如ABS，PC/ ABS等.HIPS的沖擊性能在工程塑料中是比較低的。并且，HIPS雖然具有良好的力學(xué)性能 以及加工性，但材料的強(qiáng)度較低，在低溫下表現(xiàn)出較大的收縮性，線性膨脹系數(shù)過(guò)大引起現(xiàn) 實(shí)應(yīng)用中一些問(wèn)題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種HIPS復(fù)合材料，旨在解決 現(xiàn)有的HIPS復(fù)合材料強(qiáng)度較低、韌性差、耐低溫性能差的技術(shù)問(wèn)題。
[0005] 本發(fā)明的另一目的是提供該HIPS復(fù)合材料的制備方法。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0007] 一種HIPS復(fù)合材料，按重量百分比包括如下組分：
[0008] HIPS 74% ?94.4% K樹(shù)脂 3%?15% 相容劑 2%?10% 抗氧劑 0.3%-?.5°/〇 潤(rùn)滑劑 0.3%?0.5%。
[0009] 以及，一種hips復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟：
[0010] 按照上述HIPS復(fù)合材料的配方稱取各組分；
[0011] 將各組分進(jìn)行混料處理，得混合物料；
[0012] 將上述混合物料熔融擠出、造粒，得到HIPS復(fù)合材料。
[0013] 本發(fā)明的HIPS復(fù)合材料通過(guò)使HIPS樹(shù)脂與K樹(shù)脂形成復(fù)合材料，其保持了良好 的表面性能，提高了力學(xué)性能，最關(guān)鍵是K樹(shù)脂在相容劑的協(xié)同作用下以良好的相容狀態(tài) 分布于HIPS中，達(dá)到了柔性增韌的效果，使上述HIPS復(fù)合材料具有極高的沖擊強(qiáng)度，且降 低了收縮率、增強(qiáng)了耐低溫性能。該HIPS復(fù)合材料可解決目前家電行業(yè)遇到的殼體裝配問(wèn) 題，在不增加成本的基礎(chǔ)上，可以進(jìn)行廣泛推廣。
[0014] 上述HIPS復(fù)合材料的制備方法采用共混法，操作簡(jiǎn)便，成本低廉，適于HIPS復(fù)合 材料的工業(yè)化生產(chǎn)。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例HIPS復(fù)合材料的制備方法工藝流程示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0016] 為了使本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合 實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋 本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0017] 本發(fā)明實(shí)施例提供一種柔性增韌、耐低溫的HIPS復(fù)合材料，按重量百分比包括如 下組分：HIPS74%?94. 4%、K樹(shù)脂3%?15%、相容劑2%?10%、抗氧劑0· 3%?0· 5%、 潤(rùn)滑劑〇. 3%?0. 5%。
[0018] 具體地，上述HIPS的缺口沖擊強(qiáng)度大于100J/M，優(yōu)選100?125J/M，該缺口沖擊 強(qiáng)度的條件為：依照ASTMD-256標(biāo)準(zhǔn)，樣條厚度為3. 2mm ;斷裂伸長(zhǎng)率大于15%，優(yōu)選優(yōu)選 15?25%，該斷裂伸長(zhǎng)率的條件為：依照ASTMD-638,實(shí)驗(yàn)速度20mm/min ;該HIPS兼具有 PS的高硬度和PB的韌性。進(jìn)一步地，上述HIPS樹(shù)脂優(yōu)選為揚(yáng)子巴斯夫品牌的466F型號(hào) 產(chǎn)品、雪佛龍菲利普斯品牌的EA6025產(chǎn)品。該HIPS具有相對(duì)PS較高的抗沖擊強(qiáng)度，賦予 HIPS復(fù)合材料優(yōu)良的物理機(jī)械性能和抗沖擊性。
[0019] 具體地，上述K樹(shù)脂（又稱為丁苯透明抗沖樹(shù)脂），是以苯乙烯、丁二烯為單體，以 烷基鋰為引發(fā)劑，采用陰離子溶液聚合技術(shù)合成的一種嵌段共聚物，兼有高透明性和良好 的抗沖擊性、密度小、著色力強(qiáng)、加工性能優(yōu)異、無(wú)毒性的特性，進(jìn)一步地，該K樹(shù)脂的密度 為I. 01?I. 02g/cm3,溶體流動(dòng)指數(shù)為8?13g/10min，伸長(zhǎng)率為10?15%。在優(yōu)選實(shí)施 例中，該K樹(shù)脂優(yōu)選奇美化工品牌的PB-5910型號(hào)注塑級(jí)產(chǎn)品或PB-5903型號(hào)的注塑級(jí)產(chǎn) 品。該優(yōu)選的K樹(shù)脂與上述HIPS混合，能平衡HIPS復(fù)合材料剛性和韌性，使成本更優(yōu)化。
[0020] 進(jìn)一步地，上述相容劑為苯乙稀-馬來(lái)酸酐交替共聚物，該苯乙稀-馬來(lái)酸酐交替 共聚物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為135?155°C，重均分子量為7500?21000。在優(yōu)選實(shí)施例中， 該相容劑選擇法國(guó)克雷威利品牌的SMA-2021型號(hào)或SMA-2000型號(hào)的產(chǎn)品。通過(guò)在HIPS 中增加適當(dāng)比例的K樹(shù)脂與上述相容劑成分，這一海島結(jié)構(gòu)降低了 HIPS復(fù)合物的收縮率， 使HIPS材料的尺寸更加穩(wěn)定。
[0021] 進(jìn)一步地，上述抗氧劑為受阻酚類(lèi)抗氧劑、亞磷酸酯類(lèi)抗氧劑、受阻酚類(lèi)抗氧劑和 亞磷酸酯類(lèi)抗氧劑的復(fù)合劑中的至少一種；當(dāng)抗氧劑為受阻酚類(lèi)抗氧劑和亞磷酸酯類(lèi)抗氧 劑的復(fù)合劑時(shí)，其中的受阻酚類(lèi)為主抗氧化劑，亞磷酸酯類(lèi)為輔抗氧化劑；上述受阻酚類(lèi)抗 氧劑的熔點(diǎn)優(yōu)選為115°c?150°C的。上述抗氧化劑優(yōu)選為如下品牌的產(chǎn)品：汽巴化工、 金海雅寶、臺(tái)灣妙春、臺(tái)灣雙鍵、北京極易、營(yíng)口風(fēng)光。在優(yōu)選實(shí)施例中，上述抗氧劑為汽巴 化工品牌如下型號(hào)的產(chǎn)品：IRGAN0X-1098、IRGAN0X-1010、IRGAN0X-1076、IRGAN0X-1135、 IRGANOX-245、IRGANOX-565、IRGAN0X-1330、IRGAN0X-1520、IRGANOX-1726、IRGAN0X-1035。 該優(yōu)選的IRGAN0X-1010抗氧劑為無(wú)色污受阻酚抗氧劑，抗抽出能力強(qiáng)、揮發(fā)性低、相容性 好、無(wú)味，可保持HIPS復(fù)合材料的長(zhǎng)效穩(wěn)定性。該優(yōu)選的IRGAN0X-1098抗氧劑在顏色與抗 抽出性方面表現(xiàn)更好、揮發(fā)性低，與HIPS、K樹(shù)脂的相容性好。
[0022] 進(jìn)一步地，上述潤(rùn)滑劑為酰胺蠟類(lèi)改性物、硬脂酸鋅，聚乙烯蠟中的至少一種，優(yōu) 選熔點(diǎn)為141. 5°C?144. 5°C ;潤(rùn)滑劑可優(yōu)選為以下品牌的產(chǎn)品：JAX、Mobil、BP、精潤(rùn)、亞 杜、賽普。進(jìn)一步地，在優(yōu)選實(shí)施例中，該潤(rùn)滑劑為廣州市歐穎化工公司的TAF型號(hào)或EBS 型號(hào)的產(chǎn)品，其具有低揮發(fā)性和良好的熱穩(wěn)定性，可保持HIPS復(fù)合材料的長(zhǎng)效穩(wěn)定性。
[0023] 本發(fā)明實(shí)施例提供的HIPS復(fù)合材料通過(guò)使HIPS樹(shù)脂與K樹(shù)脂形成復(fù)合材料，其 保持了良好的表面性能，提高了力學(xué)性能，并且K樹(shù)脂在相容劑的協(xié)同作用下以良好的相 容狀態(tài)分布于HIPS中，達(dá)到了柔性增韌的效果，使上述HIPS復(fù)合材料提高了物理性能，明 顯提高HIPS的沖擊強(qiáng)度與斷裂伸長(zhǎng)率，且降低了收縮率、增強(qiáng)了耐低溫性能，提高了加工 性，并有效解決家電部件在低溫下開(kāi)裂的問(wèn)題。。該HIPS復(fù)合材料可解決目前家電行業(yè)遇 到的殼體裝配問(wèn)題，在不增加成本的基礎(chǔ)上，可以進(jìn)行廣泛推廣。
[0024] 本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種HIPS復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟：
[0025] S01，按照上述HIPS復(fù)合材料的配方稱取各組分；
[0026] S02,將所述各組分在混料筒中進(jìn)行混料處理，得到混合物料；進(jìn)一步地，該熔融擠 出的設(shè)備為單螺桿擠出機(jī)或雙螺桿擠出機(jī)，優(yōu)選為雙螺桿擠出機(jī)；
[0027] S03,將該混合物料熔融擠出、造粒，得到上述HIPS復(fù)合材料。
[0028] 具體地，上述步驟S03中，上述熔融擠出的工藝參數(shù)為：一區(qū)溫度160?190°C、 二區(qū)溫度為185?200°C、三區(qū)溫度為180?200°C、四區(qū)溫度為160?200°C、機(jī)頭溫度為 190?200°C，停留時(shí)間1?2min，壓力為20?35MPa。
[0029] 本發(fā)明實(shí)施例HIPS復(fù)合材料的制備方法采用共混和熔融擠出的方法，使各組分 產(chǎn)生充分的協(xié)效作用，制備了性能優(yōu)異的HIPS復(fù)合材料，操作簡(jiǎn)便，成本低廉，適于HIPS復(fù) 合材料的工業(yè)化生產(chǎn)。
[0030] 以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)上述HIPS復(fù)合材料及其制備方法進(jìn)行詳細(xì)闡述。
[0031] 實(shí)施例1
[0032] 本發(fā)明實(shí)施例HIPS復(fù)合材料制備方法，包括如下步驟：
[0033] S11，稱取如下重量百分比的組分：
[0034] HIPS 樹(shù)脂 94.4% K樹(shù)脂 3% 相容劑 2% 抗氧劑 0. 3% 潤(rùn)滑劑 0. 3%;
[0035] S12,預(yù)混步驟SI 1稱取獲得的原材料，得到混合物料；
[0036] S13,然后步驟S12得到的混合物料置于雙螺桿擠出機(jī)中，熔融擠出、造粒，得到上 述HIPS復(fù)合材料；其中，該擠出步驟的工藝為：一區(qū)160°C、二區(qū)190°C、三區(qū)200°C、四區(qū) 170°C，機(jī)頭 200°C。
[0037] 實(shí)施例2
[0038] 本發(fā)明實(shí)施例HIPS復(fù)合材料制備方法，包括如下步驟：
[0039] S21，稱取如下重量百分比的組分：
[0040] HIPS 樹(shù)脂 89.3% K樹(shù)脂 6% 相容劑 4%
[0041] 抗氧劑 0. 35% 潤(rùn)滑劑 0. 35?/?;
[0042] S22,預(yù)混步驟S21稱取獲得的原材料，得到混合物料；
[0043] S23,然后步驟S22得到的混合物料置于雙螺桿擠出機(jī)中，熔融擠出、造粒，得到上 述HIPS復(fù)合材料；其中，該擠出步驟的工藝為：一區(qū)170°C、二區(qū)185°C、三區(qū)195°C、四區(qū) 200°C，機(jī)頭 200°C。
[0044] 實(shí)施例3
[0045] 本發(fā)明實(shí)施例HIPS復(fù)合材料制備方法，包括如下步驟：
[0046] S31，稱取如下重量百分比的組分：
[0047] HIPS 樹(shù)脂 84.2% K樹(shù)脂 V 相容劑 6% 抗氧劑 0. 4% 潤(rùn)滑劑 0. 4%;
[0048] S32,預(yù)混步驟S31稱取獲得的原材料，得到混合物料；
[0049] S33,然后步驟S32得到的混合物料置于雙螺桿擠出機(jī)中，熔融擠出、造粒，得到上 述HIPS復(fù)合材料；其中，該擠出步驟的工藝為：一區(qū)180°C、二區(qū)200°C、三區(qū)200°C、四區(qū) 160°C，機(jī)頭 200°C。
[0050] 實(shí)施例4
[0051] 本發(fā)明實(shí)施例HIPS復(fù)合材料制備方法，包括如下步驟：
[0052] S41，稱取如下重量百分比的組分：
[0053] HIPS 樹(shù)脂 79.1% K樹(shù)脂 12% 相容劑 8% 抗氧劑 0. 45%
[0054] 潤(rùn)滑劑 0.45%;
[0055] S42,預(yù)混步驟S41稱取獲得的原材料，得到混合物料；
[0056] S43,然后步驟S42得到的混合物料置于雙螺桿擠出機(jī)中，熔融擠出、造粒，得到上 述HIPS復(fù)合材料；其中，該擠出步驟的工藝為：一區(qū)190°C、二區(qū)200°C、三區(qū)180°C、四區(qū) 200°C，機(jī)頭 190°C。
[0057] 實(shí)施例5
[0058] 本發(fā)明實(shí)施例HIPS復(fù)合材料制備方法，包括如下步驟：
[0059] S51，稱取如下重量百分比的組分：
[0060] HIPS 樹(shù)脂 74% K樹(shù)脂 15% 相容劑 10% 抗氧劑 0. 5% 潤(rùn)滑劑 0. 5%;
[0061 ] S52,預(yù)混步驟S51稱取獲得的原材料，得到混合物料；
[0062] S53,然后步驟S52得到的混合物料置于雙螺桿擠出機(jī)中，熔融擠出、造粒，得到上 述HIPS復(fù)合材料；其中，該擠出步驟的工藝為：一區(qū)170°C、二區(qū)190°C、三區(qū)195°C、四區(qū) 195°C，機(jī)頭 200°C。
[0063] 對(duì)比例
[0064] 稱取 HIPS 樹(shù)脂 100 %。
[0065] 性能測(cè)試：
[0066] 1、條件設(shè)置：
[0067] 拉伸強(qiáng)度按ASTM D-638標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)。試樣類(lèi)型為I型，樣條尺寸（mm) : (176±2) (長(zhǎng)）X (12. 6±0· 2)(端部寬度）X (3· 05±0· 2)(厚度），拉伸速度為 20mm/min ;
[0068] 彎曲強(qiáng)度和彎曲模量按ASTM D-790標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)。試樣類(lèi)型為試樣尺寸（mm): (128±2) X (12. 67±0· 2) X (3. 11±0· 2)，彎曲速度為 20mm/min ;
[0069] 懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度按ASTM D-256標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)。試樣類(lèi)型為I型，試樣尺寸 (mm) :(63±2) X (12. 45±0. 2) X (3. 1±0. 2);缺口類(lèi)型為 A 類(lèi)，缺口剩余厚度為 I. 9mm ;
[0070] 2-1、實(shí)施例1?5各組分的配方、以及將實(shí)施例1?5獲得的HIPS復(fù)合材料進(jìn)行 性能測(cè)試，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1 :
[0071] 表 I
[0072]

【權(quán)利要求】
1. 一種HIPS復(fù)合材料，按重量百分比包括如下組分：
2. 如權(quán)利要求1所述的HIPS復(fù)合材料，其特征在于，所述HIPS的缺口沖擊強(qiáng)度大于 100J/M，斷裂伸長(zhǎng)率大于15%。
3. 如權(quán)利要求1所述的HIPS復(fù)合材料，其特征在于，所述K樹(shù)脂的密度為1.01? I. 02g/cm3,溶體流動(dòng)指數(shù)為8?13g/10min，伸長(zhǎng)率為10?15%。
4. 如權(quán)利要求1?3任一項(xiàng)所述的HIPS復(fù)合材料，其特征在于，所述相容劑為苯乙 烯-馬來(lái)酸酐交替共聚物。
5. 如權(quán)利要求4所述的HIPS復(fù)合材料，其特征在于，所述苯乙烯-馬來(lái)酸酐交替共聚 物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為135?155°C，重均分子量為7500?21000。
6. 如權(quán)利要求1?3任一項(xiàng)所述的HIPS復(fù)合材料，其特征在于，所述抗氧劑為受阻酚 類(lèi)抗氧劑、亞磷酸酯類(lèi)抗氧劑中的至少一種。
7. 如權(quán)利要求1?3任一項(xiàng)所述的HIPS復(fù)合材料，其特征在于，所述潤(rùn)滑劑為酰胺蠟 類(lèi)改性物、硬脂酸鋅，聚乙烯蠟中的至少一種。
8. -種HIPS復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟： 按照權(quán)利要求1?7任一項(xiàng)所述的HIPS復(fù)合材料的配方稱取各組分； 將所述各組分進(jìn)行混料處理，得混合物料； 將所述混合物料熔融擠出、造粒，得到所述的HIPS復(fù)合材料。
9. 如權(quán)利要求8所述的HIPS復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述熔融擠出的設(shè)備 為雙螺桿擠出機(jī)。
10. 如權(quán)利要求8所述的HIPS復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述熔融擠出的工藝 參數(shù)為：一區(qū)溫度160?190°C、二區(qū)溫度為185?200°C、三區(qū)溫度為180?200°C、四區(qū) 溫度為160?200°C、機(jī)頭溫度為190?200°C。
【文檔編號(hào)】B29C47/92GK104497463SQ201410789387
【公開(kāi)日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年12月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月18日
【發(fā)明者】徐東, 張博 申請(qǐng)人:安徽科聚新材料有限公司